一種應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)。目前還沒有一種設(shè)計合理，使熱網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化運行的應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)。本實用新型的特征是：包括制氮裝置、蓄熱罐、上布水盤、下布水盤、放熱泵、放熱熱水控制閥、蓄熱減壓閥、蓄熱水溫測試儀、蓄熱泵、放熱冷水控制閥、熱網(wǎng)供水管道和熱網(wǎng)回水管道，制氮裝置連接在蓄熱罐的頂部，上布水盤和下布水盤分別安裝在蓄熱罐的頂部和底部，熱網(wǎng)供水管道連接在上布水盤上，放熱泵、放熱熱水控制閥、蓄熱減壓閥和蓄熱水溫測試儀均安裝在熱網(wǎng)供水管道上；熱網(wǎng)回水管道連接在下布水盤上，蓄熱泵和放熱冷水控制閥均安裝在熱網(wǎng)回水管道上。本實用新型的設(shè)計合理，提高供熱系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全性。
【專利說明】一種應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，屬于一種應(yīng)用于集中供熱的調(diào)峰蓄熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的逐步提高，用熱需求也不斷上升。盡管一些先進的節(jié)能降耗技術(shù)已在電廠廣泛應(yīng)用，并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟社會效益，但仍無法滿足社會日益增長的用熱需求及用熱舒適性。
[0003]傳統(tǒng)的熱網(wǎng)系統(tǒng)如附圖1所示，主要由供熱首站1、一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2，換熱站3和一次網(wǎng)側(cè)補水泵4等組成。當換熱站3對應(yīng)的熱用戶供熱需求變化時，一次熱網(wǎng)系統(tǒng)輸送的熱量也隨之變化，最終引起電廠采暖抽汽的波動。同一個熱網(wǎng)系統(tǒng)的換熱站3數(shù)量較多，當達到幾十個甚至上百個時，如何調(diào)節(jié)電廠采暖抽汽及一次熱網(wǎng)系統(tǒng)的輸送熱量，以滿足不同熱用戶需求，將是較為復雜的問題。此外，換熱站3所對應(yīng)的熱用戶所需熱量隨著供熱初末期及一天內(nèi)的環(huán)境氣溫變化也存在較大的波動。若對熱用戶各時期所需熱量實現(xiàn)實時調(diào)節(jié)，一次熱網(wǎng)及電廠采暖抽汽將長期處于波動狀態(tài)。
[0004][學位論文]王維，2010-北京工業(yè)大學:建筑與土木工程中公開了蓄熱器在區(qū)域供熱領(lǐng)域的應(yīng)用研究，該研究指出區(qū)域供熱系統(tǒng)中蓄熱器的引入不僅起到顯著的節(jié)能減排作用，同時可以增強熱網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性，但是該研究中并未給出應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)。
[0005]綜上所述，目前還沒有一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使熱網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化運行，提高供熱系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全性的應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使熱網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化運行，提高供熱系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全性的應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)。
[0007]本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，其特征在于:包括制氮裝置、蓄熱罐、上布水盤、下布水盤、放熱泵、放熱熱水控制閥、蓄熱減壓閥、蓄熱水溫測試儀、蓄熱泵、放熱冷水控制閥、熱網(wǎng)供水管道和熱網(wǎng)回水管道，所述制氮裝置連接在蓄熱罐的頂部，所述上布水盤和下布水盤分別安裝在蓄熱罐的頂部和底部，所述熱網(wǎng)供水管道連接在上布水盤上，所述放熱泵、放熱熱水控制閥、蓄熱減壓閥和蓄熱水溫測試儀均安裝在熱網(wǎng)供水管道上；所述熱網(wǎng)回水管道連接在下布水盤上，所述蓄熱泵和放熱冷水控制閥均安裝在熱網(wǎng)回水管道上。
[0008]作為優(yōu)選，本實用新型還包括蓄熱側(cè)補水泵和補水管道，所述補水管道的一端連接在熱網(wǎng)回水管道上，所述蓄熱側(cè)補水泵安裝在補水管道上。
[0009]作為優(yōu)選，本實用新型所述蓄熱罐的頂部設(shè)置有氮氣密封調(diào)壓系統(tǒng)。
[0010]作為優(yōu)選，本實用新型所述蓄熱罐的進出口的熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道上設(shè)有混合調(diào)節(jié)閥。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:蓄熱技術(shù)在區(qū)域供熱系統(tǒng)中可將富余的熱能通過一定的介質(zhì)儲存起來，需要時再加以利用，可起到“削峰填谷”的作用，解決熱能供求之間在時間和空間上不匹配的矛盾，能有效調(diào)節(jié)熱網(wǎng)的熱量輸出，增強熱網(wǎng)安全性和穩(wěn)定性。為解決國內(nèi)傳統(tǒng)熱網(wǎng)系統(tǒng)存在的問題，更好地回收利用熱網(wǎng)中多余的熱量，本實用新型在傳統(tǒng)的蓄熱思想的基礎(chǔ)上，付出創(chuàng)造性勞動后，提出一種新型的適用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，以緩解不同時段的供熱需求波動性，并對原熱網(wǎng)系統(tǒng)起到穩(wěn)壓及緊急事故補水的作用。蓄熱系統(tǒng)的引入，可在熱網(wǎng)出現(xiàn)緊急事故發(fā)生泄漏時，作為緊急補水的水源，同時還可對原有熱網(wǎng)系統(tǒng)起到穩(wěn)壓作用。
[0012]本實用新型中應(yīng)用于熱網(wǎng)系統(tǒng)的直接蓄熱系統(tǒng)是一種常壓蓄熱系統(tǒng)，與目前市場上存在的相變蓄熱、空調(diào)用冰蓄冷與水蓄冷產(chǎn)品相比，可更廣泛地適用于大容積、大溫差的供熱系統(tǒng)。通過在傳統(tǒng)熱網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加本實用新型涉及的直接蓄熱系統(tǒng)，可充分回收供熱系統(tǒng)多余的熱量，并將其通過蓄熱罐儲存起來，而在供熱系統(tǒng)供熱量不足時放熱，起到調(diào)峰熱源的作用，避免了汽輪機抽汽參數(shù)的頻繁波動或調(diào)峰鍋爐的頻繁起停，一方面可穩(wěn)定汽輪機運行工況，另一方面減少了燃料消耗，降低了供熱電廠整體運行費用。
[0013]除上述蓄放熱能力外，本蓄熱系統(tǒng)還有如下優(yōu)點:a、可作為一次熱網(wǎng)系統(tǒng)的緊急補水，為熱網(wǎng)安全運行提供保障。當熱網(wǎng)循環(huán)水泵突然停止運行時，將產(chǎn)生巨大水擊，使電廠內(nèi)部與熱力管網(wǎng)遭到破壞，采用蓄熱系統(tǒng)便可有效緩解水擊造成的高壓振蕩和破壞，為熱網(wǎng)安全運行提供保障。而當熱網(wǎng)某處水管突然爆裂致使大量失水時，與熱網(wǎng)直接相連的蓄熱系統(tǒng)便可立即向熱網(wǎng)補水，維持熱網(wǎng)系統(tǒng)壓力，防止整個熱網(wǎng)系統(tǒng)停運。b、為供熱系統(tǒng)提供備用熱源。當供熱熱源因故停止工作時，蓄熱系統(tǒng)可及時啟動，進行補充供熱。c、蓄熱系統(tǒng)與供熱系統(tǒng)直接連接，可起到穩(wěn)定熱網(wǎng)壓力的作用，保證供熱系統(tǒng)靜壓值恒定。
[0014]本實用新型所涉及的蓄熱系統(tǒng)可應(yīng)用于一次供熱管網(wǎng)，可以根據(jù)具體的實時波動熱負荷需求，設(shè)置一臺或多臺蓄熱罐。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)熱網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實用新型實施例中應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1_換熱首站，2-—次熱網(wǎng)循環(huán)泵，3-換熱站，4-一次網(wǎng)側(cè)補水泵，5-制氮裝置，6-蓄熱罐，7-上布水盤，8-下布水盤，9-放熱泵，10-放熱熱水控制閥a，11-放熱熱水控制閥b，12-蓄熱減壓閥，13-蓄熱水溫測試儀，14-混合調(diào)節(jié)閥，15-蓄熱泵，16-放熱冷水控制閥，17-蓄熱側(cè)補水泵，18-熱網(wǎng)供水管道，19-熱網(wǎng)回水管道，20-高溫供水管，21-冷水管，22-熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道，23-補水管道，24-蓄熱管道。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0019]實施例。
[0020]參見圖2，本實施例中應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)包括換熱首站1、一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2、換熱站3、一次網(wǎng)側(cè)補水泵4、制氮裝置5、蓄熱罐6、上布水盤7、下布水盤8、放熱泵9、放熱熱水控制閥alO、放熱熱水控制閥bll、蓄熱減壓閥12、蓄熱水溫測試儀13、混合調(diào)節(jié)閥14、蓄熱泵15、放熱冷水控制閥16、蓄熱側(cè)補水泵17、熱網(wǎng)供水管道18、熱網(wǎng)回水管道19、高溫供水管20、冷水管21、熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22、補水管道23和蓄熱管道24。
[0021]本實施例中提及的直接蓄熱系統(tǒng)，應(yīng)用于傳統(tǒng)的熱網(wǎng)系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)熱網(wǎng)系統(tǒng)中的主要設(shè)備如供熱首站1、一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2，換熱站3和一次網(wǎng)側(cè)補水泵4等相連。
[0022]本實施例中的制氮裝置5連接在蓄熱罐6的頂部，通過制氮裝置5向蓄熱罐6供入氮氣。上布水盤7和下布水盤8分別安裝在蓄熱罐6的頂部和底部，熱網(wǎng)供水管道18的一端連接在上布水盤7上，該熱網(wǎng)供水管道18的另一端連接在換熱首站I之后的熱網(wǎng)管路上，放熱泵9和放熱熱水控制閥alO均安裝在熱網(wǎng)供水管道18上，熱網(wǎng)供水管道18的一端、放熱泵9和放熱熱水控制閥alO沿熱網(wǎng)供水管道18依次排列。
[0023]本實施例中高溫供水管20的一端連接在熱網(wǎng)供水管道18上，該高溫供水管20的一端位于放熱泵9和放熱熱水控制閥alO之間，高溫供水管20的另一端連接在換熱首站I和一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2之間的熱網(wǎng)管路上，放熱熱水控制閥bll安裝在高溫供水管20上。
[0024]本實施例中蓄熱管道24的一端連接在熱網(wǎng)供水管道18上，該蓄熱管道24的一端位于熱網(wǎng)供水管道18的一端和放熱泵9之間，蓄熱管道24的另一端連接在換熱首站I之后的熱網(wǎng)管路上，蓄熱減壓閥12和蓄熱水溫測試儀13均安裝在蓄熱管道24上，蓄熱管道24的一端、蓄熱水溫測試儀13和蓄熱減壓閥12沿蓄熱管道24依次排列。本實施例中換熱首站1、蓄熱管道24的另一端和熱網(wǎng)供水管道18的另一端沿熱網(wǎng)管路依次排列。
[0025]本實施例中熱網(wǎng)回水管道19的一端連接在下布水盤8上，該熱網(wǎng)回水管道19的另一端連接在一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2之前的熱網(wǎng)管路上，蓄熱泵15安裝在熱網(wǎng)回水管道19上，所述冷水管21的一端和另一端均連接在熱網(wǎng)回水管道19上，熱網(wǎng)回水管道19的一端、冷水管21的一端、蓄熱泵15和冷水管21的另一端沿熱網(wǎng)回水管道19依次排列，放熱冷水控制閥16安裝在冷水管21上。
[0026]本實施例中熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22的一端連接在蓄熱管道24上，該熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22的一端位于蓄熱減壓閥12和蓄熱水溫測試儀13之間，熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22的另一端連接在熱網(wǎng)回水管道19上，該熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22的另一端位于熱網(wǎng)回水管道19的一端和冷水管21的一端之間，混合調(diào)節(jié)閥14安裝在熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22上，所述蓄熱水溫測試儀13和混合調(diào)節(jié)閥14之間電連接。
[0027]本實施例中補水管道23的一端連接在熱網(wǎng)回水管道19上，該補水管道23的一端位于冷水管21的另一端和熱網(wǎng)回水管道19的另一端之間，蓄熱側(cè)補水泵17安裝在補水管道23上。
[0028]本實施例中應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)的蓄放熱方法如下:放熱過程為:一次熱網(wǎng)供水溫度低于或等于98°C時，蓄熱罐6內(nèi)98°C的熱水依次經(jīng)過放熱泵9和放熱熱水控制閥alO進入供熱首站I之后的熱網(wǎng)供水管道進行放熱；當一次熱網(wǎng)供水溫度高于98°C時，蓄熱罐6內(nèi)的熱水經(jīng)過放熱泵9和放熱熱水控制閥bll進入供熱首站I之前和一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2之后的熱網(wǎng)回水管道進行放熱；為了維持蓄熱罐6內(nèi)穩(wěn)定的液位高度，蓄熱罐6內(nèi)的熱水向熱網(wǎng)放熱時，需有等體積的熱網(wǎng)回水進入蓄熱罐6，一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2之前的未被加熱的熱網(wǎng)回水經(jīng)過放熱冷水控制閥16和下布水盤8進入蓄熱罐6內(nèi)。通過在不同熱網(wǎng)供水溫度下，選擇不同的放熱熱水控制閥及其相應(yīng)的與一次熱網(wǎng)相應(yīng)的接口位置，可充分避免蓄熱罐熱水溫度與一次熱網(wǎng)供水溫度不匹配的情況，從而滿足用戶需求，減少換熱損失。
[0029]蓄熱過程為:蓄熱時，供熱首站I之后的高溫熱網(wǎng)供水經(jīng)過蓄熱減壓閥12后，通過上布水盤7進入蓄熱罐6內(nèi)，蓄熱管道24上裝有蓄熱水溫測試儀13，對進入蓄熱罐6內(nèi)的熱水溫度進行監(jiān)測，當所測熱水溫度高于蓄熱罐6內(nèi)的熱水溫度時，熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道22上的混合調(diào)節(jié)閥14開啟，并調(diào)整至適當開度，部分溫度較低的熱網(wǎng)回水與高溫熱網(wǎng)供水進行混合，使得進入蓄熱罐6內(nèi)的熱水溫度維持在98°C，避免高于98°C的水進入蓄熱罐6而出現(xiàn)汽化現(xiàn)象；同樣，為了維持蓄熱罐6內(nèi)穩(wěn)定的液位高度，一次網(wǎng)側(cè)的熱網(wǎng)供水進入蓄熱罐6內(nèi)進行蓄熱時，需有等體積的熱網(wǎng)回水排出蓄熱罐6，蓄熱罐6內(nèi)下層的冷水通過蓄熱泵15輸送至原有供熱系統(tǒng)一次熱網(wǎng)循環(huán)泵2之前的熱網(wǎng)管路。整個蓄熱系統(tǒng)可看成是供熱首站I的一個特殊熱用戶，該特殊熱用戶具有放熱和蓄熱功能，可對一次熱網(wǎng)系統(tǒng)進行熱量調(diào)節(jié)。
[0030]本實用新型所提及的熱水溫度98°C，是基于標準大氣壓下，熱水不被汽化的溫度。本實用新型中的熱網(wǎng)供回水管道與原有供熱系統(tǒng)直接連接。本實用新型下布水盤8相連接的熱網(wǎng)回水管道19上還設(shè)置有蓄熱側(cè)補水泵17，在本蓄熱系統(tǒng)正常工作時，傳統(tǒng)熱網(wǎng)系統(tǒng)里的一次網(wǎng)側(cè)補水泵4可以部分負荷運行或關(guān)停，用蓄熱側(cè)補水泵17代替進行補水，依舊能起到穩(wěn)壓及補水作用。本實用新型在不同的一次熱網(wǎng)供水溫度下，選擇不同的放熱熱水控制閥及其與一次熱網(wǎng)相應(yīng)的接口位置，可滿足用戶用熱需求，可減少換熱損失。
[0031]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本實用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，其特征在于:包括制氮裝置、蓄熱罐、上布水盤、下布水盤、放熱泵、放熱熱水控制閥、蓄熱減壓閥、蓄熱水溫測試儀、蓄熱泵、放熱冷水控制閥、熱網(wǎng)供水管道和熱網(wǎng)回水管道，所述制氮裝置連接在蓄熱罐的頂部，所述上布水盤和下布水盤分別安裝在蓄熱罐的頂部和底部，所述熱網(wǎng)供水管道連接在上布水盤上，所述放熱泵、放熱熱水控制閥、蓄熱減壓閥和蓄熱水溫測試儀均安裝在熱網(wǎng)供水管道上；所述熱網(wǎng)回水管道連接在下布水盤上，所述蓄熱泵和放熱冷水控制閥均安裝在熱網(wǎng)回水管道上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，其特征在于:還包括蓄熱側(cè)補水泵和補水管道，所述補水管道的一端連接在熱網(wǎng)回水管道上，所述蓄熱側(cè)補水泵安裝在補水管道上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱罐的頂部設(shè)置有氮氣密封調(diào)壓系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于熱網(wǎng)的直接蓄熱系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱罐的進出口的熱網(wǎng)供回水聯(lián)絡(luò)管道上設(shè)有混合調(diào)節(jié)閥。
【文檔編號】F24D11/00GK204100359SQ201420454746
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】何曉紅, 陳菁, 孫士恩, 李善化, 俞聰, 趙明德, 舒斌, 常浩 申請人:華電電力科學研究院